化學問題設計與問題解決

1、PAGE 1PAGE 21化學問題設計與問題解決梁吉成講稿提綱一、交流背景二、“問題”和“問題解決”的涵義三、化學問題解決的基本環(huán)節(jié)四、化學問題解決對學生學習的作用五、化學問題的設計六、化學問題解決的教學模式各位老師、各位校長：大家好！非常感謝西南大學搭建平臺，讓我有機會和大家進行交流，今天與大家交流的話題是：“化學問題設計與問題解決”，希望通過交流，引起關(guān)于“問題教學”的一些思考，一些探討，這就是我的初衷。主要從以下六個方面進行交流：見課件。我們先來看看問題教學的背景，有這樣一個案例：一、交流背景案例一美國加州大學教授舍費爾德(A.Schoenfeld)曾別出心裁,擬出一道妙題,對小學一、二

2、年級的學生進行測試。題目極為簡明: “一條船上有 26 頭牛, 19 頭羊。問船長的年齡是多大 ?” 老師們，憑經(jīng)驗，你們認為學生得出的答案會是怎樣呢？（互動）。大多數(shù)學生得出了一個奇異的答案。參加測試的學生共有 97 名,其中 76 名得出 “答案”:船長的年齡是 45 歲（即26+19=45）。這 76 名學生占所有參加測試學生的 78%。我國數(shù)學教育家也用這道妙題測試了國內(nèi)的 78 名五年級學生。有 8 名說此題無解。誤答的學生人數(shù)占參加測試學生總數(shù)的 89% ,高出美國學生 11 個百分點。這是1986年的事。可是時隔26年的今天，情況又怎么樣呢？ HYPERLINK / t _bla

3、nk 浙江在線教育新聞網(wǎng)12年06月28日訊：在樂清的小學一年級的期末考試數(shù)學卷出了一道類似的題目，“教室里有25張桌子，20條凳子，請問老師幾歲？”這個題目的答案有三個選項：A不能計算，沒有答案；B 25+20=45歲；C 25-20=5歲。而樂清一所小學4個班級的調(diào)查顯示，多半考生都選擇了B項45歲，而非正確答案A項。為什么會出現(xiàn)這種情況？這種情況說明了什么？（互動）。1.我國學生很聽話，老師是權(quán)威，學生認為老師出的題，不可能沒有答案；2.我們傳統(tǒng)的教學，非常注重知識的掌握，容易忽略學習的過程，很少創(chuàng)造機會讓學生展示學習過程中產(chǎn)生的疑惑，長此以往，學生逐漸淡化了提出疑問的意識。而在法國，同

4、樣的問題，超過90%的同學提出了異議。教育專家們認為，這一問題警示人們:僅以傳授知識為目標的教學,有可能妨礙學生智力繼續(xù)、 全面的發(fā)展,甚至會影響受教育者一生的創(chuàng)造性發(fā)揮。因此課程改革，勢在必行?；A(chǔ)教育課程改革綱要(試行)的頒布,標志著我國基礎(chǔ)教育進入一個嶄新的時代課程改革時代。課改強調(diào)教學三維目標“過程與方法”、“知識與技能”、“情感態(tài)度與價值觀” 同等重要。在教學中，承認學習過程的價值,注重在過程中把知識融入個體的整體經(jīng)驗,轉(zhuǎn)化為 “精神的力量” 和 “生活的智慧”。新課程確立了新的知識觀,積極倡導學生“主動參與、樂于探究、勤于思考”,以培養(yǎng)學生“獲取新知識”、 “分析和解決問題”的能力

5、。在新課程背景下，化學課程標準明確提出發(fā)展學生以解決問題為核心的科學探究能力,通過提出問題、做出假設、制訂計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋結(jié)論、反思評價、 表達交流等多個環(huán)節(jié)充分展示學生的能力。因此,對問題和問題解決過程的研究,不再是探討傳統(tǒng)意義上的解題技巧,而是一個與學生的學習過程、學習方式、科學素養(yǎng)密切聯(lián)系的新課題。新課改高度關(guān)注問題解決，在化學新課程的實施過程中必須加強對學生問題解決行為的研究,重視培養(yǎng)和提高學生的問題解決能力。要實現(xiàn)新課程中問題解決的教學目標,教師首先必須了解以下兩個問題:什么是問題和問題解決 ? 二、“問題”和“問題解決”的涵義1. “問題”的涵義 所有的問題解決必定以

6、對問題存在的認識為開始。任何問題解決活動都以一定的問題為研究對象。離開了問題,問題解決就成了無源之水、 無本之木?？茖W家和心理學家對“問題”有多種解釋，心理學家梅耶(Mayer )認為:當問題解決者想經(jīng)過某種情境從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N不同的狀態(tài), 而且問題解決者不知道如何掃除兩種狀態(tài)之間的障礙時,就產(chǎn)生了問題問題由三部分組成,即給定狀態(tài)(或稱初始狀態(tài)、 初始條件)、 目標狀態(tài)及阻止給定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕藸顟B(tài)的障礙。因此，我們在教學中，進行問題設計時，要把握好“問題”的3要素，現(xiàn)在我們來看一個案例：案例二 人教版上冊第20頁有如下內(nèi)容：對初三學生來說，就構(gòu)成了一個有效的問題。主體初三的學生，初始狀態(tài)

7、（已有知識和能力）知道空氣中有能供我們生存的氧氣，而且從資料可以知道氧氣和二氧化碳的一些性質(zhì)；目標狀態(tài)怎樣知道空氣和我們呼出的氣體有什么不同；困難或障礙如何收集呼出的氣體？怎樣檢驗二氧化碳的多少？教材上有具體的實驗步驟，如果讓學生自己設計，那么對初三剛學化學的學生來說，可能困難很大，但是讓高中學生來設計，就不存在困難。由此可見, “問題” 有兩個基本特征: 一是“問題” 與主體有關(guān),所有 “問題” 都是相對于問題解決者(主體)來定義的;二是 “問題” 對于主體來說一定存在 “困難” 或 “障礙” ,問題是矛盾或困難在特定主體的頭腦中的反映。2.問題解決問題解決又稱解決問題, 按照認知心理學觀點

8、,可以將其理解為:具有明確的目的, 并有認知成分參與的一系列心理操作過程,是一種具有目的指向性的系列心理行為過程;也可以解釋為個人在面對問題之時,綜合運用知識技能以期達到解決目的的思維活動歷程。由此可見, 問題解決與我們平常所理解的解決問題可能有一定的區(qū)別, 不是所有的學生的解決問題的行為都屬于問題解決,這要視學生在實踐過程中有沒有認知成分的參與而定,即所要解決的問題與學生的已有狀態(tài)存在著一定的距離,學生在解決問題時,必須付出一定的心理勞動,而不可能在不存在任何障礙的情況下就能將問題順利解決。如果在教學實踐中,教師讓學生解決一些無需做任何心理努力的問題, 從嚴格意義上講,這些問題不屬于科學的問

9、題,這些問題解決活動也不屬于真正的問題解決,對提高學生的問題解決能力的貢獻極為有限。因此,教師在實踐教學過程中,應盡量做到 “因材施教” ,根據(jù)不同學生的心理特點、已有的知識和能力水平,設計不同的問題解決過程,使學生在問題解決的活動中發(fā)展能力。問題解決是一個活動的過程,不是結(jié)果,借助問題解決活動培養(yǎng)學生的各種問題解決能力才是問題解決的最終目標。在教學中，我們必須通過問題解決活動讓學生在思維能力、搜集和處理信息的能力、遷移能力、 創(chuàng)新精神和實踐能力、元認知能力等方面有所發(fā)展,加深對問題解決的認識和體驗。案例三 在NaOH稀溶液中加入含酚酞，溶液變紅。請學生探討溶液變紅的原因？并設計實驗進行驗證。

10、（互動）這是一個開放性問題，老師們，憑您的經(jīng)驗，您認為學生會提出哪些假設和怎樣的解決辦法呢？有學生認為是氫氧化鈉與酚酞作用使溶液變紅；有的認為是水與酚酞作用使溶液變紅；有的認為是氫氧化鈉、水、酚酞三者共同作用使溶液變紅；有的認為是鈉離子與酚酞作用使溶液變紅；有的認為是氫氧根離子與酚酞作用使溶液變紅。那么根據(jù)學生提出的假設，然后用實驗進行驗證，驗證的方法相對來說并不難。這是一個很好的問題，能檢查出學生思維的全面性，問題設計與解決有利于促進學生的思維發(fā)展，有利于學生元認知能力、創(chuàng)新能力和探究能力的發(fā)展。三、化學問題解決的基本環(huán)節(jié) 化學問題解決是中學生化學學習中的重要活動，分析學生的化學問題解決行為

11、,可以更好地認識化學問題解決對學生學習化學的重要作用,更好地培養(yǎng)和提高學生的問題解決能力。 問題解決既是問題解決者比較復雜的內(nèi)在思維過程, 又是其一系列外在的行為過程。為了更好地對人類的問題解決行為進行研究,古今中外的許多研究者都嘗試著把問題解決過程分解研究,美國教育家杜威將其過程劃分為五個環(huán)節(jié)：遭遇到疑難或挫折發(fā)覺問題關(guān)鍵之所在收集有關(guān)資料并提出可能解決的假設從可能之解答中分析評鑒并選出最適當者按選定之解答方法實際行動,遇有不妥之處隨時修正。我們認為問題解決至少包含以下幾個重要環(huán)節(jié):發(fā)現(xiàn)并明確問題、表征問題、選擇并實施策略、反思和評價。任何問題解決都以問題為起點,又以反思和評價后提出新的問題

12、為終點。另外,問題解決中的每一個環(huán)節(jié)都離不開問題解決者已經(jīng)擁有的知識和經(jīng)驗。1.發(fā)現(xiàn)并明確問題 發(fā)現(xiàn)并明確問題是問題解決活動中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，現(xiàn)代科學之父愛因斯坦曾說過: “提出一個問題往往比解決一個問題更重要,因為要解決一個問題也許僅是一個數(shù)學上的或是實驗上的技能而已。而提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看舊的問題,卻需要有創(chuàng)造性的想像力,而且標志著科學的真正進步。 ” 在科學史上,因為發(fā)現(xiàn)和提出開創(chuàng)性的、有價值的問題而影響整個科學發(fā)展進程和方向的事例比比皆是,如物質(zhì)是由什么構(gòu)成的 ? 自提出這一問題后對該問題的解決就成為人類研究的重要課題,它激發(fā)人類開始思考周圍的世界和物質(zhì),時至今日這

13、個問題雖沒有完全解決,但人類在解決該問題的道路上已經(jīng)取得了豐碩的成果,并促進了與此直接或間接相關(guān)的學科發(fā)展。 一般來說,問題不是個體憑空通過自己的簡單思考就可以產(chǎn)生的,也不是個體能夠刻意尋求到的,它需要個體在學習、生活、工作的過程中用心思考, 需要個體注意在不同時期用自己逐漸發(fā)展成熟的思維方式和知識經(jīng)驗來認識、 研究周圍的世界,需要個體特別注意周圍的新、趣、奇、異的事物與現(xiàn)象,需要個體抓住疑問并圍繞疑問進行分析和思考并將其表達出來。所以,我們需要教導學生學會觀察和思考、學會隨時隨地發(fā)現(xiàn)和提出問題,更需要學會提出好問題、提出有價值的問題。在教學中培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的意識尤為重要，可以利用科學家發(fā)現(xiàn)

14、問題的故事激勵學生，鼓勵學生多問為什么，對學生的發(fā)現(xiàn)及時給予肯定，增強自信，提高問題意識。案例四 科學家發(fā)現(xiàn)問題 庫爾特瓦發(fā)現(xiàn)碘元素19 世紀,法國人庫爾特瓦正在專心致志地做從海草中提取硝石的實驗,誰知一只貓闖進了實驗室,跳上了實驗臺。當庫爾特瓦去驅(qū)趕貓時,逃下臺的貓 “哐啷” 一聲將臺上一只盛有硫酸的瓶子打翻了。硫酸沿著桌子流到了浸過海草灰的溶液中,這時出現(xiàn)了一種奇怪的景象:硫酸和浸過海草灰的溶液合在一起后產(chǎn)生了反應,從中升起一縷縷紫色的煙霧,并散發(fā)出一種刺鼻的氣味,這煙霧凝結(jié)后成為紫灰色的晶體, 發(fā)出金屬的光澤。這個奇特的現(xiàn)象引起了庫爾特瓦的興趣,并提出一系列的問題:發(fā)出金屬光澤的物體是一

15、種新的物質(zhì)嗎 ? 它是什么 ? 它有哪些性質(zhì) ? 他放下手中提取硝石的實驗,將紫灰色的晶體收集起來研究,通過一系列實驗,確證是一種新的化學元素,這一元素后來被稱為 “碘”?！暗狻?的希臘文原意就是 “紫色” 。以后,庫爾特瓦進一步研究了這種元素的性質(zhì)。1813 年,他宣布了 “碘” 元素這一研究成果。如果庫爾特瓦沒有問題意識，對所發(fā)生的現(xiàn)象視而不見，那么成功就會與他失之交臂。我們的學生在學習化學的過程中，會有類似的情況發(fā)生嗎？案例五 金屬鈉與硫酸銅溶液反應的實驗現(xiàn)象： 在人教版第八單元學習金屬活動性順序后，很多老師都會讓學生探究鈉和硫酸銅溶液反應的現(xiàn)象和原理。通常情況下，老師會在實驗之前引導學

16、生進行哪些方面的觀察。在我校的一次區(qū)級研究課上，學生做實驗的過程中，我發(fā)現(xiàn)，有不少同學的大試管里出現(xiàn)了少量的黑色固體，甚至有少數(shù)同學的大試管內(nèi)壁上出現(xiàn)了少量的紅色固體，同學們在描述現(xiàn)象時，都能描述出主要的現(xiàn)象，但絕大多數(shù)學生對黑色固體等現(xiàn)象視而不見，一個班的學生中，只有3個同學發(fā)現(xiàn)問題并向老師提出疑問：（1）黑色固體是什么？是不是銅單質(zhì)？（2）鈉和硫酸銅溶液反應，應該要生成銅單質(zhì)。 后來我反思，為什么學生對學習過程中的問題視而不見？原因有三點：一是我們的學生太相信老師了，認為老師絕對權(quán)威，既然老師都沒有提到黑色固體或紅色固體生成等現(xiàn)象，如果學習中出現(xiàn)了與之相悖的情況，一定是自己沒有做好；二是沒

17、有問題意識，沒有發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的意識，出現(xiàn)了不同情況，沒有探究本質(zhì)的欲望和動力；三是現(xiàn)在的教育模式下很多學生處于被動學習狀態(tài)，每天的時間都被老師安排得滿滿的，學生沒有自己的時間和學習空間，被動的學習，當然就不會主動發(fā)現(xiàn)問題，主動解決問題。 為了增強學生的問題意識，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力，我校初三化學備課組，提出了建立“兩庫”的方案，要求每個學生建立“化學問題庫”和“錯題庫”，學生把學習化學過程發(fā)現(xiàn)的問題和不懂的問題按時間順序記錄下來，整理成“問題庫”，有效地增強學生的問題意識，提高了學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。在這一點上我們的感受很深，一年下來，學生的“問題庫”記錄了學生的成長記錄，成了寶庫，內(nèi)容

18、之豐富，問題之深刻，有些讓我激動不已。下面我們一起感受一下一個學生提出的問題。案例六 教學中學生發(fā)現(xiàn)問題 人教版下 P.26第九單元（2011.12.25）問題：蔗糖放進水中，很快消失，課本上說是蔗糖分子擴散到水中，為什么不是反應生成了其他物質(zhì)呢？有沒有辦法證實？又如：在學習了下冊第八單元金屬的性質(zhì)后，有同學提出這樣的問題：銅的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，通常在空氣中不易反應，那么為什么我的銅質(zhì)眼鏡夾會出現(xiàn)綠色的物質(zhì)？問題是創(chuàng)造之源,疑問是創(chuàng)造之母。思維是從問題開始的,有了問題,思維才有方向,有了問題,思維才有動力,沒有問題的思維是膚淺的、 被動的。發(fā)現(xiàn)并提出問題是問題解決活動的開始,是問題解決系統(tǒng)最重

19、要的環(huán)節(jié)之一。2.表征問題 認知心理學家一般將信息在頭腦中的呈現(xiàn)方式統(tǒng)稱為表征。所以,表征的過程即為信息的轉(zhuǎn)換過程。問題表征是問題解決的一個中心環(huán)節(jié),它說明問題在頭腦里是如何呈現(xiàn)、 如何表現(xiàn)出來的。其重要性主要體現(xiàn)在問題解決者只有將問題理解了之后、明白了問題的初始狀態(tài)和目標狀態(tài)之后、清楚了問題的所指之后才可能確定如何解決問題。案例七 學生化學問題解決的內(nèi)部表征 問題: 在化學性質(zhì)的某些方面, NH3 和 H2 O 相當, NH 2-和OH -相當, NH4 + 和 H +相當?，F(xiàn)有一活潑性中等的金屬 M,請完成如下的反應:MO + NH4ClM(NH2 ) 2某學生的表征過程: “相當” 告訴

20、我可以從物質(zhì)性質(zhì)的相似點上去找突破口, H+、 OH -的性質(zhì)可以遷移至陌生的問題情景。NH4 +和 H+“相當” ，NH4Cl 可以視為 HCl，NH2 - 和 OH -“相當”， M( NH2 )2 可以視為 M(OH) 2，這樣考慮,問題變的異常簡單:MO + 2NH4Cl =MCl2 + 2NH3 + H2O(相當于金屬氧化物與酸溶液反應)；M( NH2 ) 2 =MNH + NH3(相當于中等活潑金屬形成的堿的熱分解)。一般來說,問題解決者在明確問題之后的首要工作就是要對問題進行正確的表征。表征在整個問題解決過程中占據(jù)著舉足輕重的地位,沒有表征就沒有問題解決活動的順利完成。如果一個問

21、題得到了正確的表征,可以說問題已經(jīng)解決了一半。問題表征是問題解決的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.選擇并實施策略 從一般意義上理解,策略是指根據(jù)活動的特點及其變化而制定的行動方針和活動方式。問題解決的策略則是為了解決特定問題而制定的行動方案,它也可以理解為我們平常所指的解決問題的方法。策略的選擇是一個復雜的思維過程, 它要求問題解決者根據(jù)對問題的表征結(jié)果及對策略知識的掌握情況選擇合適的方法解決問題。實施策略則是一個按照既定方案進行實踐的過程。在實施策略時,問題解決者還需要不斷地進行分析、 思考,以根據(jù)問題解決的實踐情況對問題解決方案進行適當?shù)恼{(diào)整。案例八 有關(guān)碳酸鈉溶液的堿性問題探究 某一研究性學習小組做了一下

22、實驗：某純堿溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色。為了探究產(chǎn)生紅色的原因，現(xiàn)有兩種不同觀點，觀點一認為配制溶液所用的純堿樣品中混有氫氧化鈉的原因；觀點二認為碳酸鈉的水溶液顯堿性。請設計一個簡單的實驗方案證明哪種觀點正確。（互動）學生根據(jù)問題，進行表征之后，設計的策略如下：學生方案一 向溶液中加入過量的稀鹽酸，如果溶液紅色褪去，則觀點一正確。學生實驗二 向溶液中加入足量的氯化鋇溶液，如果生成沉淀，且溶液紅色褪色，則觀點二正確。學生方案三 向溶液中加入足量的氫氧化鈣溶液，如果生成沉淀，且溶液紅色褪色，則觀點二正確。 以上策略中，只有方案二合理，之所以出現(xiàn)了方案一、三，是因為學生對問題的表征出現(xiàn)偏差，根據(jù)學生

23、已有的知識，溶液中加入酚酞變紅，是因為溶液顯堿性，因此通過消除溶液中的氫氧根的辦法來實現(xiàn)實驗目的，是一個誤區(qū)。如果學生對問題的表征結(jié)果，認為消除碳酸根來達到實驗目的，則就是正確的表征，然后就會有正確的策略。4.評價反思 評價反思是問題解決過程中不可忽視的重要環(huán)節(jié),它包括兩個方面的含義:一是問題解決者在問題解決過程中對自己問題解決行為的適時監(jiān)控和評價,檢查自己解決問題的過程或反省自己解決問題的思路是否與當前的問題解決狀態(tài)相融合,根據(jù)自己對當前問題解決行為的認識,及時調(diào)整問題解決策略和行為;二是問題解決者在找到問題的答案之后,對問題及整個問題解決行為進行評價, 整理思路、 總結(jié)經(jīng)驗、 分析不足,在

24、此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)新的問題。 “一個完整的問題解決過程是以對一個問題的認識和解決為開始并以發(fā)現(xiàn)和提出另一個新的問題為結(jié)束” 。問題答案的得到不是問題解決的終結(jié), 它只是問題解決者經(jīng)過問題表征、 策略選擇、 實施策略之后的一個自然結(jié)果,而這之后的對整個問題解決的反思評價則對問題解決產(chǎn)生重大的影響。評價反思是問題解決者發(fā)展元認知能力的一個重要途徑, 也是其不斷提高問題解決水平不可缺少的重要環(huán)節(jié)。通過評價反思、總結(jié)歸納,問題解決者能夠把對該問題的解決中的經(jīng)驗或策略上升或升華為程序性知識并將其同化于知識結(jié)構(gòu)之中,對問題解決者來說,這是一種質(zhì)的變化。四、化學問題解決對學生學習的作用（由于時間關(guān)系，這部分不做詳

25、細交流）五、化學問題的設計學生學習化學的目的是為了解決化學問題。為使學生產(chǎn)生積極探究的欲望,主動參與問題解決的過程, 從中學習科學知識、 體驗科學探究,形成良好的情感態(tài)度價值觀,這就需要讓學生面臨一種真實的、 新穎的問題情景。如何針對教學內(nèi)容和學生實際科學地設計化學問題,成為人們關(guān)注的熱點。 從培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的高度審視化學問題的設計,要求根據(jù)新課程的培養(yǎng)目標、 內(nèi)容特征、 學生已有的經(jīng)驗和認知特點等多方面綜合考慮,在設計化學問題時應充分體現(xiàn)基礎(chǔ)性、 科學性、情景性、 活動性、 針對性和開放性等原則。1.基礎(chǔ)性原則 化學問題設計的基礎(chǔ)性有兩方面的涵義:一是指化學問題的設計要體現(xiàn)學生未來發(fā)展所需

26、要的基礎(chǔ),另一方面是指化學問題的設計要以學生已有的經(jīng)驗為基礎(chǔ)。設計問題：為什么碳酸鈉溶液中滴入酚酞溶液會變紅？針對初三的學生不適合，而對高二的學生來說，就是一個有效的問題。2.科學性原則 化學問題設計的科學性原則是指化學問題設計必須符合客觀事實,所涉及的事實、 知識和思想、 方法必須是真實的,符合科學規(guī)律的,在化學問題解決中所倡導的情感、 態(tài)度與價值觀的導向是正確的。案例十四： 這樣的化學問題符合事實嗎 ? 例:在通電條件下, 從食鹽水可以制得氫氣、 氯氣(Cl2 )和氫氧化鈉。 ( 1) 寫出食鹽水電解的化學方程式 ; (2 ) 欲制取 10%的氫氧化鈉溶液 120 g,需電解 97.5%的

27、食鹽水多少g。評注: 設定的條件缺乏真實性, 97.5%的食鹽水如何制得 ?顯然沒有考慮食鹽的溶解度， 僅為進行有關(guān)溶液質(zhì)量分數(shù)和化學反應方程式的計算而人為假設,很不可取。 例:某醫(yī)院醫(yī)生在給病人輸液時沒有按規(guī)程核對標簽,誤將酒精當做葡萄糖輸入病人體內(nèi),發(fā)生病人中毒事件。這件事提示我們做化學實驗時應注意什么 ?評注:所給的是一個醫(yī)療事故的情景, 在現(xiàn)實的醫(yī)院里是否發(fā)生過此類事件 ? 輸液的是醫(yī)生還是護士 ? 輸液的最基本、 最重要的環(huán)節(jié)都不懂的人,能在醫(yī)院里上崗嗎 ?在化學問題設計時,要注意問題解決所用方法的合理性。曾有一類 “不外加其他試劑即可區(qū)別(或不能區(qū)別)下列溶液” 的化學問題,要求學

28、生通過運用所給的幾種溶液彼此相互反應,根據(jù)不同的實驗現(xiàn)象加以區(qū)別(如怎樣區(qū)別 NaOH、 AgNO3、 HCl、 FeCl3 組成的一組溶液 ? )。這類問題主要考查學生對有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的理解和對分析、 比較等方法的運用能力,有一定的思維價值。但隨著這類問題出現(xiàn)不久,又演變出另一類選擇題:下列三種物質(zhì), 只用一種試劑即可加以區(qū)分的是( )。 A. NaOH、 Ca (OH) 2、 稀 H2 SO4 溶液 B. NaCl、 Na2CO3、 NaNO3 溶液 C. CaCO3、 NaOH、 CuSO4 三種固體 D. NaOH、 Na2CO3、 NaCl溶液對于判斷 “幾種溶液是否可只用一種試劑來區(qū)

29、分” 之類的問題,嚴格地說,沒有給定試劑的范圍,只能用完全枚舉法解決:一種試劑不行,可換用另一種試劑,一直試下去。不試完所有已知的試劑,就不能下結(jié)論說它們不能用一種試劑區(qū)分。這樣的化學問題不要說是學生,任何人都難以解決。而且還有一個疑問:這種區(qū)別是對什么層次而言的 ? 肉眼觀察 ? 觸摸感應 ? 中和反應產(chǎn)生的熱量使溶液和器壁溫度上升可否作為依據(jù) ?3.情景性原則 情景性原則是要求將化學問題置于真實的情境中,讓學生在一種現(xiàn)實需要當中解決化學問題,使學生不僅體驗問題解決中的困惑和解決問題后的喜悅,還使他們認識到化學對提高人類生活質(zhì)量和促進社會可持續(xù)發(fā)展的重要作用。進而萌發(fā)學習化學的興趣。4.活動

30、性原則 活動性原則是指化學問題的設計要充分體現(xiàn)化學問題解決過程中的實踐性和探究性,使學生在解決問題的過程中運用化學實驗、 觀察、 調(diào)查、 參觀、 討論等多種方法解決問題,充分體驗問題解決的探究過程。這樣的問題可稱為 “活動型化學問題”?；顒有突瘜W問題的解決需較高水平的思維能力和實踐能力,促使學生力求表現(xiàn)出創(chuàng)造性。5.開放性原則開放問題是指一類不具備完整初始條件、 目標狀態(tài)和轉(zhuǎn)換手段的問題。解決開放型的化學問題,一方面能使不同的學生都能產(chǎn)生自己的思考結(jié)果,找到問題的答案,讓每個學生都有所得,產(chǎn)生成功的喜悅;另一方面又可以使學生從不同的角度思考,提供不同的解決方法,使他們的創(chuàng)造性思維得以發(fā)展。案例

31、十五 具有真實情景的化學開放題 在日常生活中,人們常根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)(如顏色、氣味、 狀態(tài)、 硬度、 密度、 導電性等)和化學性質(zhì)(如可以燃燒、 能發(fā)生腐敗、 能生銹等)區(qū)別某些物質(zhì)。現(xiàn)有下列三組物質(zhì),請利用它們的性質(zhì)將它們區(qū)別開來。 ( 1) 白酒和白醋 ; ( 2) 汽油和水 ;( 3) 鐵和銅 ?！伴_放” 不是指問題形式上的變化,而應體現(xiàn)在學生的思維過程之中。開放題具有非完備性、 不確定性、 發(fā)散性、 探究性、 發(fā)展性和創(chuàng)新性等特點。在解決開放題的過程中,學生積極自主地結(jié)合已有經(jīng)驗,運用觀察、 想象、 分析、 綜合、 類比、 分類、 歸納、 概括、 演繹等方法,從不同的視角探索解決問題

32、的線索,獲得多種結(jié)果并選擇最優(yōu)途徑。通過開放題的教學,能夠改變課堂教學模式,激發(fā)學生好奇心和探究欲望,增強問題解決的自信心,培養(yǎng)學生的合作意識和創(chuàng)造性。六、化學問題解決的教學模式 問題解決是認知心理學的核心問題。以提高學生解決問題能力為目的的 “問題解決” 教學模式,始于 20 世紀 80 年代的美國教學界,這種模式是以現(xiàn)代認知心理學為基礎(chǔ)而設計的,它倡導在解決問題的過程中培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。而 “問題解決” 則是這種教學模式的中心環(huán)節(jié)。 尚無一種教學模式能像 “問題解決” 這樣在短短的十年中占領(lǐng)世界教壇的。 如何才能提高學生提出問題和分析問題的能力,而不僅僅以獲得正確答案為滿足 ?

33、如何創(chuàng)造一個激勵學生提出問題的教學情境 ? 如何鼓勵學生提出非常規(guī)性問題 ? 如何讓學生能夠有步驟地尋找多種途徑解決問題 ? 如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力 ?“問題解決” 教學就是在人們不斷尋求這些問題答案的過程中產(chǎn)生和發(fā)展的。 在運用問題組織課堂教學時， 如何創(chuàng)設問題情境、 引導學生分析問題、 組織活動幫助學生解決問題， 是問題教學成功的關(guān)鍵。1 問題情境的創(chuàng)設 思維從問題開始， 發(fā)現(xiàn)問題是思維的起點， 更是思維的動力。 問題教學首先要創(chuàng)設恰當?shù)膯栴}情境， 讓學生自主發(fā)現(xiàn)問題， 才能以問題為主線來組織和調(diào)控課堂教學。1.1 情境的設計教師必須認真研究教材， 在確定教學目標的基礎(chǔ)上， 依據(jù)

34、教材內(nèi)容、 問題類型、 學生已有的經(jīng)驗和認知特點， 綜合分析多方面的因素， 設計恰當、合理的問題情境。 教師可以通過實驗或教學媒體展現(xiàn)的化學現(xiàn)象、 化學史中化學家的發(fā)現(xiàn)過程、 生活生產(chǎn)實際等方面來設計問題情境。 視頻：水滅火和水點火，二氧化碳滅火和點火引入問題情境。1.2矛盾的產(chǎn)生 在教學中， 教師要能針對學生已有的日常生活經(jīng)驗中存在意想不到的地方進行設疑， 引發(fā)學生已有觀念和化學知識之間的矛盾和沖突， 造成學生認知結(jié)構(gòu)上的不平衡和心理懸念， 啟發(fā)學生積極主動思考。 比如， 學生都知道金屬能夠?qū)щ姡?但通過伏打的實驗發(fā)現(xiàn) “金屬會產(chǎn)生電流， 這是為什么呢？”又如在 “鈉的化合物” 的教學中設問

35、 “生活中常常用水來滅火。 你相信水也能點火嗎？” 演示實驗: “取一小團棉花， 包裹1 g左右的過氧化鈉， 用滴管在棉花團上滴加幾滴水， 片刻棉花便開始燃燒?！?從而引發(fā)學生興趣和思考。1.3 問題的形成通過對問題情境的觀察、 聯(lián)想、 分析、 綜合、歸納、 抽象等方法， 激發(fā)學生的認知沖突， 從而形成要解決的問題。在化學教學中運用教學論的方式方法， 刻意為學生創(chuàng)設一個在認識上有困難的問題情境， 使學生產(chǎn)生想解決這一認識上困難的要求， 從而去認真思考所要研究的問題。 只要所提出的認識困難能吸引學生去獨立地思考， 就說明問題情境已經(jīng)產(chǎn)生。2 問題分析的引導 所謂問題分析就是明確問題的各個屬性，

36、分清問題的主要因素和次要因素。 例如在前例 “鈉的化合物” 的演示實驗后引導學生合作交流， 發(fā)現(xiàn)棉花燃燒的本質(zhì)， 明確燃燒的條件是有氧氣存在和達到燃點， 就可得出過氧化鈉和水反應放熱生成氧氣的結(jié)論。2.1 抓住關(guān)鍵， 找出主要的化學過程2.2 引導選擇、 收集與解決問題有關(guān)的化學事實2.3 提出假設， 找到解決問題的可能出路3 問題解決的組織 問題解決是指人們在日常生活和社會生活中，面臨新情景、 新課題， 發(fā)現(xiàn)與主客觀需要的矛盾而自己卻沒有現(xiàn)成對策時， 所引起的尋求處理問題辦法的活動。在問題解決的教學中， 教師要充分估計學生思維的特點以及他們原有的知識水平， 以便在啟發(fā)學生思維活動時， 盡量掃

37、除一切障礙， 引導啟發(fā)學生自己探索出對他們來說是新的思考問題和解決問題的方法， 提高學生解決問題的能力。 互動：驗證二氧化碳與氫氧化鈉溶液確實發(fā)生化學反應學生已有的認知基礎(chǔ)在這節(jié)課之前學生在知識方面已經(jīng)從組成和離子角度認識酸堿鹽，知道酸和堿都有類似的化學性質(zhì)（比如和酸堿指示劑反應）、能熟練書寫復分解反應方程式，基本上掌握了酸堿鹽相互反應的一般規(guī)律；然后又系統(tǒng)的學習了酸和堿的通性并涉及到了鑒定、鑒別、除雜、制備、推斷等簡單的綜合題，為堿和鹽的學習建構(gòu)了一個很好的模板。這樣，在學習堿時對于四條性質(zhì)中的與指示劑反應、與酸反應和與某些鹽反應基本上已經(jīng)無師自通，難點和重點就落在與二氧化碳反應上。而氫氧化

38、鈣與二氧化碳反應早在第一學期就已經(jīng)學過，那么同為堿溶液的氫氧化鈉能不能與二氧化碳反應就成了節(jié)課唯一的重點和難點。根據(jù)已有的經(jīng)驗和第六章的整體思維方法，堿應該有相似的化學性質(zhì)，學生很容易猜到氫氧化鈉能與二氧化碳反應，通過查閱資料證實CO2+2NaOHNa2CO3+H2O，并且根據(jù)反應物和生成物的特點設計方案證明二氧化碳確實與氫氧化鈉發(fā)生了反應。有了前面的準備工作和知識基礎(chǔ)，這節(jié)課學生的任務就是通過實驗檢驗理論設計的可行性，并提出改進意見，從而最終證明二氧化碳確實與氫氧化鈉發(fā)生了反應。經(jīng)過一個多學期的練習，在實驗技能方面，學生已經(jīng)能夠熟練進行基本操作。學生在學習過程中可能出現(xiàn)的問題和對策 在這節(jié)課前，我們還沒有學習有關(guān)Na2CO3顯堿性的知識，所以， 可能很多同學都根據(jù)已有的經(jīng)驗和思路設計出利用指示劑變色的方案。實驗驗證的失敗，學生就會產(chǎn)生疑惑，引發(fā)新問題，此時引導學生猜測失敗的原因可能是NaOH還沒有完全反應；可能是Na2CO3也呈堿性。針對學生會形成科